新型的波浪能發(fā)電設備將首次接入夏威夷電網(wǎng)

海洋波浪能量強大，且永不停歇。但與風(fēng)能和太陽(yáng)能不同的是，盡管海浪具有巨大的利用潛力，但它仍然是一種基本上尚未開(kāi)發(fā)的可再生能源。目前，全球各地的研究者們正在試圖改變這一現狀，一些大型的原型試驗設備正在海岸線(xiàn)上安裝架設。

在夏威夷，海洋波浪能發(fā)電項目準備下個(gè)月連接瓦胡島的電網(wǎng)。數百?lài)嵉陌l(fā)電裝置最近從俄勒岡州運送到了美國海軍波浪能試驗場(chǎng)，設備將在那里接受為期一年的性能測試。該項目迄今已經(jīng)歷經(jīng)10年的研發(fā)，已更新了數代，并在愛(ài)爾蘭的高威灣進(jìn)行了為期三年的測試。

愛(ài)爾蘭海洋能源公司首席執行官約翰·麥卡錫指出，這種能夠在海洋環(huán)境中經(jīng)受考驗的技術(shù)面臨的挑戰非常大。為了避免海水對設備的不利影響，麥卡錫的研究小組設計了一種將機械部件置于水面之上的裝置。系統的特點(diǎn)是有一個(gè)半潛室，其中一個(gè)空氣囊位于上方。當水進(jìn)入腔室，它就會(huì )迫使空氣向上，推動(dòng)渦輪系統發(fā)電。當水退去時(shí)，它又會(huì )產(chǎn)生一個(gè)真空，吸入外部空氣并繼續驅動(dòng)渦輪。

1.25兆瓦的發(fā)電設備將停泊在60米深的泊位上，并要經(jīng)受大風(fēng)和極端海浪的侵襲。一條海底電纜將把它連接到夏威夷電網(wǎng)。

美國造船公司Vigor Industrial的湯姆·?？寺f(shuō)，大約100人在波特蘭天鵝島造船廠(chǎng)歷時(shí)14個(gè)月建造了該設備。工人將鋼板切割成形，并焊接成三大塊，形成L形船體，然后安裝機電部件。項目經(jīng)理泰勒·岡特說(shuō)，大規模地建造這樣的原型設備，面臨的困難前所未有，需要在相對較緊的期限內不斷地解決問(wèn)題。例如，通常用于船體內部的加強筋被放在了設備的外部，以避免在氣室中產(chǎn)生阻力。“而這與我們通常建造一艘船的方式恰好相反，”他在船廠(chǎng)說(shuō)。

根據相關(guān)咨詢(xún)公司的數據，2010年至2018年，全球部署了大約19兆瓦的“波浪能發(fā)電設備”，不過(guò)一些設備在試驗后已經(jīng)退役。大部分項目都在英國和西歐，其他設備則部署在中國、澳大利亞、新西蘭和美國。

波浪能發(fā)電是利用海洋潮汐能來(lái)提供清潔電力的技術(shù)。美國能源部的一份報告顯示，美國海岸的波浪能理論年發(fā)電量約為2.64萬(wàn)億千瓦時(shí)，相當于美國2018年發(fā)電量的約三分之二。

但是，波浪能發(fā)電技術(shù)在實(shí)現商業(yè)應用方面仍然面臨重大障礙。如渦輪機和旋轉的葉片如何影響野生動(dòng)物。配套基礎設施，如海上電網(wǎng)缺乏。政府的許可程序必須首先確保發(fā)電設備不會(huì )妨礙漁業(yè)或其他活動(dòng)，這些問(wèn)題已經(jīng)抑制了投資的進(jìn)入。

目前，在全球有十幾個(gè)波浪能發(fā)電試驗中心。在蘇格蘭的奧克尼群島，歐洲海洋能源中心有13個(gè)波浪和潮汐裝置。澳大利亞西部和韓國濟州島的新項目正在建設中。在夏威夷的美國海軍中心，哥倫比亞電力技術(shù)公司、西北能源創(chuàng )新公司和奧西拉電力公司三家開(kāi)發(fā)商預計也將從2021年開(kāi)始測試波浪能發(fā)電設備。